目前膜技術作為一個古老但是新興的技術（shù），技術開發越來越深入，應用範圍越來越廣（guǎng）泛，本文總結目前（qián）*上現有的膜處（chù）理技術，詳細介紹各種膜技術的原因及應用領域！

       一、微濾（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基本原理

       微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體（無機鹽）等通（tōng）過，但會截留懸浮物，細菌，及大分子（zǐ）量（liàng）膠體等物質（zhì）。微濾膜的運行壓力一般為（wéi）：0.3-7bar。微濾膜（mó）過濾是（shì）*上開發應（yīng）用*早的膜（mó）技術，以（yǐ）天然或人工合成的高分子化合物作為膜材料。對微濾膜而言，其分離機理主（zhǔ）要是篩分截留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行業：水中懸浮物，微小（xiǎo）粒子（zǐ）和細菌（jun1）的去除；

       （2）電子工（gōng）業（yè）：半導（dǎo）體工業超純水、集成電（diàn）路清洗用水終（zhōng）端處理；

       （3）製（zhì）藥行業（yè）：醫用純水（shuǐ）除（chú）菌、除熱（rè）原，藥物除菌；

       （4）醫療行業：除去組織液、抗菌素、血清、血（xuè）漿蛋白質（zhì）等多種溶液中的菌體；

       （5）食品工業：飲料（liào）、酒類、醬油、醋等食品中的懸（xuán）濁物、微生物和異味（wèi）雜質、酵母和黴菌的（de）去除（chú），果汁的澄（chéng）清過濾。

       （6）化學工業（yè）：各種化學品的過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行淨化和分離的膜分離技術。超濾膜係統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為（wéi）驅動力的溶液分離裝置（zhì）。超濾膜隻允許溶液中的（de）溶劑（如水分子（zǐ））、無機（jī）鹽及小（xiǎo）分子有機物透過，而將溶（róng）液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生（shēng）物等（děng）大（dà）分子（zǐ）物（wù）質截（jié）留，從而達到淨化和（hé）分離的目的。

       超濾過濾（lǜ）孔（kǒng）徑（jìng）和（hé）截留分子量的範圍一直（zhí）以來定義較為模糊，一（yī）般認（rèn）為超（chāo）濾膜的過濾孔徑（jìng）為0.001-0.1微米，截留分子量（Molecular weigh cut-off, MWCO）為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於0.01微米，或截留分（fèn）子（zǐ）量大於300,000 Dalton的（de）微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜（mó）。

       2、超濾膜的應用

       超濾膜的應用範圍極其廣泛，基本上涉及過濾的（de）行業都可（kě）以（yǐ）用到過濾設備（bèi），基本過濾的行業如下：

       純水與（yǔ）超純水製備工藝中作為反滲透預處理以及超純水的（de）終端處理；工業用水中用於分離細菌、熱源、膠體、懸（xuán）浮雜質及大分子有（yǒu）機物；飲用水、礦泉水淨（jìng）化；發酵、酶製劑工（gōng）業、製藥工（gōng）業的濃縮、純化與澄清；果汁濃縮、分離（lí）；大豆、乳品、製糖工業、酒類、茶汁、醋等（děng）的（de）分離（lí）、濃縮與澄清；工業廢水與生活汙水的淨化和回收（shōu）；電泳漆的回收。

       超濾膜分離可取代傳統工藝中的自（zì）然沉（chén）降，板框過濾，真空轉鼓，離心分離，溶媒萃取，樹脂提（tí）純，活性炭脫色等（děng）工藝過程。該過程為常（cháng）溫操作，無相態變化，不產生二次汙染。

       三、納濾（NF）膜技（jì）術


       1、納（nà）濾（NF）原理

       納濾（NF）是一種新型分子級膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在1nm以上，一般（bān）在1-2nm；對溶質的截留性能介（jiè）於RO與UF膜之間；RO膜幾乎對所有的溶質都有很高（gāo）的脫除率，但NF膜隻對特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去（qù）除二價、三價離子，Mn≥200的有機物（wù），以及微生物、膠體、熱源、病毒等。

       納濾膜的一個很大特（tè）征是膜本體帶有電荷，這是它在很低壓力下（xià）（僅0.5MPa）仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因，也是NF運行成本較低的主要（yào）原因。

       NF適合各（gè）種含鹽水源，水利用率一般為75%~85%，海水（shuǐ）淡化時在30%~50%，沒有酸堿廢水排放。

       2、納濾膜在水處理中的應（yīng）用

       （1）納濾膜在飲用（yòng）水（shuǐ）中的應用：納濾操（cāo）作壓（yā）力小，是飲用水（shuǐ）製備和深度淨化的*選（xuǎn）工藝。

       目前，大多（duō）數城市的給水水源（yuán）均（jun1）受到不同程度的汙染，而自來水廠的常規處理工藝對水（shuǐ）中有機物去除率不高（gāo），當采用氯殺菌消毒時，氯（lǜ）又會與水中的有機物會（huì）生成鹵代副產物（wù）。Peltier等4年的跟蹤研究（jiū）表明：采用（yòng）納濾係統後（hòu）水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出（chū）水餘氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，*終網線中三鹵甲烷（THMs）的形成比（bǐ）未采用納濾係（xì）統時減少了50%。另外，由於生物降解型溶解有機碳（BCOD）的減少，改進了產水的生物穩定性。

       納濾技術能夠去（qù）除絕大（dà）部分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽是納濾技術應（yīng）用*多的領（lǐng）域。膜法水處理技術（shù）在投資、操作和維修及價格等方麵與常規的（de）石灰軟化和離子交換過程相近，但具有無汙泥、不需再（zài）生、完全除去懸浮物和有機物、操（cāo）作簡便和（hé）占地省等優點，應用實（shí）例（lì）較多。納濾（lǜ）可以直接用於地下水、地（dì）表水和廢水的軟化，還可以作為反滲透、太陽能光伏脫（tuō）鹽裝置等的預處理。

       （2）納濾膜在海水淡化中的應用：海水淡化是指將含鹽量為35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的飲用水。

       （3）納濾膜在廢水處（chù）理中的應（yīng）用：

       ①生活汙水：生活汙水一般用生物降解/化學氧化（huà）法結合處理，但（dàn）氧化（huà）劑的用量太大（dà），殘留物多，超濾（lǜ）出水水質可達到回用至賓館（guǎn）廁（cè）所衝洗、綠化（huà）等環節的用水要求，納濾出水水質可達到生活飲用水衛生標準(GB5749.85)，可以（yǐ）回用至賓（bīn）館洗衣、洗（xǐ）浴等用水（shuǐ）要求更高的（de）環節。

       ②紡織、印染廢水：紡織廢水中含有的染料（liào）很難用生物的方法去除，而（ér）酸性、活性、直接和（hé）分散染（rǎn）料水溶液的濃度、壓力、總溶解性固體和無機鹽含量等對納濾膜截留性能都有可能造成影響（xiǎng）。

       ③製革廢水（shuǐ）：製革廢水含有高濃度的有機物、硫酸鹽和氯化物，酸洗工序的廢液電導值達到75mS/cm。

       ④電鍍廢水：電鍍工廠往往產生大量廢（fèi）液，盡管采取酸（suān）化、化學無害化、沉降和分離汙泥等複（fù）雜處理步驟，產水含鹽量高，不能重新回用。

       ⑤造紙廢水：在紙漿和（hé）造紙業中，勻漿、漂白和（hé）造紙等工序都需（xū）要大量的（de）水。實（shí）現水係統的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠節約（yuē）水資源降低排放量的（de）*佳途徑。傳（chuán）統活性汙泥法的產水中（zhōng）還含有部分（fèn）有色（sè）化合物、微生物、抗（kàng）體和（hé）少量（liàng）的生物分（fèn）解物，懸浮固體等，僅能被用於製造包裝紙，不（bú）能用於更高（gāo）級別紙的生產。另外，該法不能減少無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反（fǎn）滲透(RO)的原理

       反滲透（tòu）是一種以壓力（lì）為推動力的膜（mó）分離過程在使用中為產生反滲透壓需用水（shuǐ）泵給含鹽水溶液或廢水施加壓力以克服自然滲透壓及膜的阻力使水透過（guò）反滲透膜（mó），將水中（zhōng）溶解鹽或汙染雜（zá）質阻止在反滲透膜的另一側。

       2、反滲透膜在水處理中的應用

       （1）在水處理方麵的常規應（yīng）用

       水（shuǐ）是人（rén）們賴以生存和進行（háng）生產活動（dòng）必不可少的物質條（tiáo）件。由（yóu）於淡水資源日益缺（quē）乏，*上反滲透水處（chù）理裝（zhuāng）置的能力已達到每天數百萬噸（dūn）。

       （2）在（zài）城市（shì）汙水方麵的應用

       目前，反滲透（tòu）膜在城市汙水深度處理方（fāng）麵的應用尤其是汙水處理廠二級出水回用及中水回用等，已受到高度重視。

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應（yīng）用

       含重金屬離子廢水的常規處理方法都（dōu）隻（zhī）是一種汙染轉移（yí），即將（jiāng）廢水中（zhōng）溶解的（de）重（chóng）金屬轉化成沉（chén）澱或更加易於處理的形式，其*終處置（zhì）常常是進行填埋，而重金屬對地下水和地表水環（huán）境造成二次汙染的危害依然長期存在。

       （4）在含油廢水方麵的應用

       含油廢水是一種量大麵廣的（de）工業廢水，若直（zhí）接排（pái）入水體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水（shuǐ）中缺氧、生物死亡、發出惡（è）臭，嚴重汙（wū）染生態環境，利用膜處理技術，油田采出水處理到鍋爐用水水（shuǐ）質，於是處理後的水回（huí）用於電站鍋爐給水。

       五、滲析膜技術

       1、各種滲析膜技術（shù）原理

       （1）滲析：滲（shèn）析(Dialysis，簡稱D)是溶質在自身的濃度梯度作用下，從膜的上遊傳向（xiàng）膜的下遊的（de）過程。

       滲析是*早（zǎo）被發現並研究（jiū）的膜分離技（jì）術，但（dàn）因為（wéi）受到本身體（tǐ）係的限製，滲析過程進行緩慢，效率低下，滲析過程的選擇性不高，因此（cǐ）滲析過程主要用於脫除含有多種溶（róng）質溶液中的低分子量組（zǔ）分（fèn），如血液滲析，即以（yǐ）滲析膜代替（tì）腎來去（qù）除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解（jiě）腎衰竭和尿毒症患者的病情。

       （2）電滲析：電滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是在直流電場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜（mó）對溶液中的陰陽離子（zǐ）的選擇（zé）性，把（bǎ）電解質從溶液中分離（lí）出來，從而實現溶液的（de）濃縮、淡化、精製和提純。

       （3）倒極電滲析（xī）(EDR)：倒極電滲（shèn）析（xī）就是根據ED原（yuán）理，每隔一定（dìng）時（shí）間(一般為15～20min)，正負電極（jí）極性相互倒換，能自動清洗離子交換膜（mó）和電（diàn）極表（biǎo）麵形成的汙垢，以確保離子交換（huàn）膜工作效率的長期穩定及淡水的水質水量。在20世紀80年代後期，倒極電（diàn）滲析器的使用，大大提高了電滲析操作電流和水回收率，延長了運行周期（qī）。EDR在廢（fèi）水處理方麵（miàn）尤其（qí）有（yǒu）獨到之處（chù），其濃水循環、水回收率*高可達95%。

       （4）液膜電滲析(EDLM)：液膜電滲析是用具有相（xiàng）同（tóng）功能的液態膜代替固態離子交換膜，其實驗模（mó）型就是用半透（tòu）玻璃紙將液膜溶液包製成薄（báo）層狀的（de）隔板，然後裝（zhuāng）入電滲析器中運行。利用萃取劑作（zuò）液膜電滲析的液態膜，可能為濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀有（yǒu）金屬等找到高效（xiào）的分離（lí）方法，因為尋找對某種形式（shì）離子（zǐ）具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有關。提高電滲析的分（fèn）離效率（lǜ），直接與液膜結合起來（lái）是很有發展前途的。例如，固體離子交換（huàn）膜對鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽（yán）溶液進行電滲析時，會在膜上形成金（jīn）屬二氧化物沉澱，這將引起膜的（de）過早損耗，並破壞整個工藝過程，應用液膜則無此弊端。

       （5）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子交換法結合起來的一種新（xīn）型水處理（lǐ）方法，它的*大特點是利用水解離產生的H+和OH-自動再（zài）生填（tián）充在電滲析器淡水室中的混床離（lí）子交換樹脂，從而實現了（le）持續（xù）深度脫鹽。它集中了電滲析和離子（zǐ）交換法的優點，提（tí）高了極限電流密度和電流效（xiào）率。填充床電滲析技術具（jù）有高度（dù）先進性和實用（yòng）性，在電子、醫藥（yào）、能源等領域具有（yǒu）廣闊的應用前景，可望成為純水製造的（de）主流技術（shù）。

       （6）雙極性膜（mó）電（diàn）滲析(EDMB)：雙極膜是一種新型離（lí）子交換複合膜，它一般由（yóu）層壓在一起的陽離子交換（huàn）膜組成，通（tōng）過膜（mó）的水分子即刻分解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電滲析突出的（de）優點是過程簡單，能效（xiào）高，廢物排放少。目前（qián）雙極性膜電滲析工藝的主要應用領域（yù）在酸堿（jiǎn）製備。例如，用雙極性膜和陽（yáng）膜配成的二室膜可以實現有機酸鹽(葡萄糖（táng）酸鈉（nà）、古龍酸鈉等)的轉化，同（tóng）時得到堿(NaOH)，但（dàn）濃度(酸*大濃度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純度兩方麵都受到限（xiàn）製。現在開發的應（yīng）用領域還有廢氣脫硫、離子交換樹（shù）脂再生、鉀鈉的無機過程等。

       （7）無極水電滲析：無極水（shuǐ）電（diàn）滲析是傳統電滲析的一種改進（jìn）形式，它的主（zhǔ）要特點是（shì）除去了傳統電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極（jí）緊貼一層或多層離子交（jiāo）換膜，它們在電氣上都是相互（hù）聯（lián）接的，這樣既可以防止金屬離子進入離子交換膜，同時又防止極板（bǎn）結垢，延長電極的使用壽命。由於取消了極室，無極水排放，大大提高了原水的利用率。無極水電滲析於1991年問世，在應用過程中技術不斷改善（shàn），現裝置在運行方式上多采用頻繁倒極的形式。目前,無極水全自動控製電滲析器已（yǐ）在國內（nèi）20個省、市使用，近來還遠銷東南亞。

       2、滲析膜（mó）的應用

       （1）工業廢水處理

       電滲析可（kě）用於電鍍廢水、重金屬廢水等的處（chù）理（lǐ），提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和（hé）有用資源，又減少了汙染排放。萬詩貴等自（zì）製離子膜（mó）電解槽研究了銅生產過程中鈍化液處理的可（kě）行性，結果發現，不僅可以回（huí）收其中的銅（tóng）和鋅，而且（qiě）將Cr3+氧化成Cr6+，再生了鈍化液。電滲析法與離子交換法結合從酸洗廢液中回收重金屬和酸的工（gōng）藝已在工業上應用。

       （2）飲用水及過程水處理

       我國在西南地區采用電滲析法將鹽泉鹵（lǔ）水製鹽（yán），使（shǐ）NaCl的含（hán）量穩定提高到120g/L，與原來采用的單純熬鹽法相（xiàng）比，產量增加而成本降低。

       （3）食品工業

       在白酒（jiǔ）生產中把握質量*關（guān）鍵的（de）一環（huán）是勾兌，而勾（gōu）兌用水的質量是（shì）很重要的，它不僅影響白酒的（de）內在質量，還影響白酒的外觀（guān）質（zhì）量，使用電滲析法處量（liàng）勾兌用水，可（kě）使水質明顯改善，達到*標準（zhǔn）。

       （4）生化（huà）行業

       采用高性能離子交換膜，應用電滲析脫鹽法（fǎ），分離提純N-乙酰（xiān）-L-半胱氨酸，取得了較為滿意的效果。根據雙極性膜（mó）電滲析係統（tǒng）的特點，即雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把（bǎ）雙極性膜電滲析技術應用（yòng）於大豆蛋白質的（de）分離，其有有很多優點：整個生產過（guò）程不需要添加酸和（hé）堿，資源可以循環利用，耗水少，分離出（chū）的蛋白質中鹽含量明顯（xiǎn）減少。

       六、正滲透(FO)技術（shù）

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能（néng）透過溶劑而不能透（tòu）過溶質分子的半透膜將溶劑和溶液隔開，溶（róng）劑分子將在（zài）滲透壓的作用下自發地從溶劑側透過膜進入（rù）溶液（yè）側，這（zhè）就是滲透現象，也即所謂的“正向滲透”。

       2、正滲透膜（mó）在（zài）水處理中的應用

       （1）廢水處（chù）理

       關於FO在廢水領（lǐng）域的應（yīng）用在許多（duō）文獻中均有報道，主要包括早期高濃度工業廢水的濃縮、垃圾滲濾液的處（chù）理、生活汙水的處理、市政汙水處理廠汙（wū）泥厭氧消解液（yè）的濃縮和空間站上直接將汙水處理成飲用（yòng）水的生命支（zhī）持係統等（děng）。雖（suī）然這些研究中（zhōng）FO過程不是終端工（gōng）藝，但其在預處理階段具有很高（gāo）的脫鹽性能。

       近年（nián）來隨著FO工藝的不斷（duàn）發展，引起了很多學者的關注，將其與傳統的（de）膜分離技（jì）術相（xiàng）結合，更是近（jìn）幾年的研究熱點。

       （2）水（shuǐ）質深度淨化

       隨著（zhe）中水回用（yòng）技術的發展，FO在飲用水淨化方（fāng）麵目前應用*成功的應屬在（zài）空間站中將產生的生活汙水直接處理成飲用水。

       （3）海（hǎi）水淡化

       在FO係統中，與RO相似，原料液（yè）中的水分子通過半透膜滲透到膜的（de）滲透側，將鹽溶液截留在膜的另一側。因此用FO作為海（hǎi）水淡化工藝和方法一直是研究人員研究的重點，目前已有不少專利。